Альберт Сент-Дьёрдьи

Витамин C обязан своим именем не тому, кто первым его выделил, а тому, кто отказался его патентовать. Венгерский биохимик Альберт Сент-Дьёрдьи (1893–1986) годами возился с загадочным «восстанавливающим веществом» из надпочечников и капусты, пока не выяснилось, что это и есть аскорбиновая кислота. Вместо того чтобы закрепить открытие за собой, он разослал образцы всем, кто работал в той же области.

Ребёнок, которого дядя считал глупцом

Альберт родился в Будапеште 16 сентября 1893 года вторым сыном в семье Миклоша и Йозефины Сент-Дьёрдьи. Отец управлял обширными владениями в пятидесяти милях от столицы, мать была одарённым музыкантом. Интерес к науке в мальчике пробудил дядя — физиолог и профессор Будапештского университета Михай Ленхосек, брат матери.

Сам Сент-Дьёрдьи вспоминал себя как «очень глупого ребёнка», который ненавидел книги и нуждался в репетиторах, чтобы сдать экзамены. Перелом случился в шестнадцать лет. Он объявил семье, что станет исследователем в медицине, но дядя был против: в науке, считал он, нет места таким глупцам. Ленхосек смягчился, только когда племянник окончил школу с отличием.

В 1911 году Сент-Дьёрдьи поступил в медицинскую школу Будапешта, но курсы скоро ему наскучили, и он перешёл в анатомическую лабораторию дяди. Учиться помешала Первая мировая: летом 1914 года он начал служить армейским врачом. За храбрость получил медаль, но после двух лет в окопах возненавидел войну и отчаялся её пережить. Он выстрелил себе в левое плечо, сказав, что попал под вражеский обстрел, и был отправлен обратно в Будапешт. Пока рука заживала, он окончил медицинскую школу и в 1917 году получил звание магистра. В том же году женился на Корнелии Демени, дочери министра почты Венгрии; их единственная дочь родилась в октябре 1918 года.

Гронинген, отчаяние и встреча в Стокгольме

После войны Сент-Дьёрдьи занял исследовательскую должность в Пожони, но когда в сентябре 1919 года город стал частью Чехословакии, венграм приказали его покинуть. Дальше были лаборатории Берлина, Гамбурга и Лейдена, работа то в биохимии, то в медицине. Он всерьёз собирался стать врачом в тропических странах — профессия востребованная и хорошо оплачиваемая, — но от этой участи его спасла научная работа в университете Гронингена в 1922 году. Четыре года он днём работал в физиологической лаборатории, а вечерами продолжал биохимические исследования, опубликовав за это время более двадцати статей.

Его интересовало клеточное дыхание — то, как клетки превращают питательные вещества в энергию. Изучая дыхание растений, он заметил: при добавлении пероксида к смеси пероксидазы и бензидина раствор синеет от окисления бензидина, а сок растения, содержащего пероксидазы, даёт небольшую задержку. Значит, в соке есть восстанавливающий реагент. Работая с надпочечниками коровы, он нашёл большие количества похожего вещества и в конце 1924 года рассказал об этом английскому физиологу Генри Дейлу, попросив разрешения поработать несколько месяцев в его лаборатории. Результаты оказались отрицательными, но поездка дала полезные знакомства в Англии.

Вернувшись в Гронинген, он обнаружил, что наставник Гамбургер умер, а новое руководство университета его исследования не поддерживает. К середине 1926 года Сент-Дьёрдьи отчаялся продолжить научную карьеру, отослал жену с дочерью в Будапешт и задумался о самоубийстве. Выручила поездка на конференцию Международного физиологического общества в Стокгольме: там он услышал, как английский биохимик Фредерик Гоуланд Хопкинс несколько раз хвалебно упомянул его новую статью. После конференции Сент-Дьёрдьи представился, и Хопкинс пригласил его в Кембридж.

В Кембридже он выделил и очистил небольшое количество искомого вещества и определил, что это, скорее всего, сахарная кислота состава C6H8O6. Хопкинс настоял на публикации, а для статьи требовалось название. Сент-Дьёрдьи в шутку предложил «Ignose» — от «ignosco», «я не знаю», с окончанием для сахаров. Редактор журнала отверг и это, и следующее — «Godnose». В итоге договорились на «гексуроновой кислоте». За её выделение Сент-Дьёрдьи получил степень кандидата наук в биохимии в конце 1927 года.

Кембриджские годы были счастливыми и плодотворными. В 1929 году он впервые поехал в США на Международный физиологический конгресс в Бостоне, а после посетил Рочестер, где получил приглашение работать над гексуроновой кислотой в клинике Майо. Там, с неограниченными поставками надпочечников с окрестных скотобоен, он очистил почти унцию вещества. Хоуорс, которому отправили часть образца, структуру не определил: после десяти лет работы сущность «вещества Сент-Дьёрдьи» всё ещё оставалась неизвестной.

Паприка, витамин C и спор о первенстве

Ещё в 1928 году, когда Сент-Дьёрдьи работал в Кембридже, венгерский министр образования граф Куно фон Клебельсберг предложил ему возглавить факультет медицинской химии в Университете Сегеда. Он принял приглашение и в 1931 году занял должность. Студенты полюбили его за лекции и неформальный стиль руководства.

Осенью 1931 года к группе присоединился кандидат наук Джозеф Свирбели из США, работавший с Чарльзом Гленом Кингом над выделением витамина C. Сент-Дьёрдьи отдал ему остатки гексуроновой кислоты и попросил испытать её на морских свинках, заражённых цингой. Серия экспериментов доказала, что гексуроновая кислота и есть витамин C. Первого апреля 1932 года в журнале Science вышла заметка Кинга, объявившего об открытии витамина C, идентичного гексуроновой кислоте; ранние работы Сент-Дьёрдьи он упомянул, но авторство не указал. Сент-Дьёрдьи и Свирбели отправили свой доклад в Nature, опровергая первенство Кинга. Возникло яростное противостояние: европейские и английские учёные знали, как долго Сент-Дьёрдьи работал с этим веществом, но у Кинга было много сторонников, обвинявших венгра в плагиате.

Продолжать эксперименты он не мог — вещество закончилось, запаса надпочечников не было, а попытки использовать фрукты и овощи провалились. Осенью 1932 года он выяснил, что сладкий перец содержит витамин C в изобилии, а Сегед был «столицей паприки» в Венгрии. За неделю сотрудники очистили более трёх фунтов чистого кристаллического вещества. Патентовать метод или продукт Сент-Дьёрдьи не стал — разослал образцы всем, кто работал с витамином C или смежными темами, включая Нормана Хоуорса, который определил структуру. Вместе они переименовали вещество в аскорбиновую кислоту, поскольку оно предотвращало цингу (scorbutus).

Несколько следующих лет Сент-Дьёрдьи, по его собственным словам, «проповедовал культ витамина C» по всей Европе, предполагая, что тот поможет против обыкновенной простуды и других болезней. Панацеи не вышло, и он вернулся к другим исследованиям.

Цикл, который назвали не его именем

С начала 1930-х, отталкиваясь от работ по биохимии дыхания растений, Сент-Дьёрдьи занялся окислением в мышечных клетках. Было известно, что фумаровая, яблочная и янтарная кислоты играют какую-то роль в дыхании. Он обнаружил: при добавлении небольших количеств этих кислот к измельчённой мышце поглощается значительно больше кислорода, чем нужно для их окисления. Кислоты работали не как источник энергии, а как катализатор, поддерживая горение, не изменяясь сами. Он предположил, что водород из углевода восстанавливает щавелевоуксусную кислоту, образовавшаяся яблочная восстанавливает фумаровую, а янтарная переносит атом водорода в цитохромы.

К 1937 году Сент-Дьёрдьи определил, что процесс циклический, и был близок к описанию всех этапов синтеза аденозинтрифосфата. Ошибка была в излишней сосредоточенности на малате и оксалоацетате — вскоре Ханс Кребс выяснил, что ключевое звено — лимонная кислота. «Цикл Сент-Дьёрдьи» стал циклом лимонной кислоты, или циклом Кребса.

Известие о Нобелевской премии по физиологии и медицине 1937 года застало его врасплох. Формулировка — «за исследования биологического окисления, и в особенности за открытие витамина C и катализа фумаровой кислотой». В том же году Нормен Хоуорс и Пауль Каррер получили премию по химии за работы над витамином C. Для Венгрии награда сделала Сент-Дьёрдьи национальным героем: он был всего лишь четвёртым венгерским лауреатом Нобелевской премии и единственным учёным среди них.

Исследования мышечного дыхания привели к вопросу о том, как движутся мышцы. Русские учёные ещё в 1939 году выяснили, что мышечный белок миозин способен взаимодействовать с АТФ и расщеплять её; сама АТФ была открыта в 1929 году, но источником энергии в клетках её ещё не считали. Сент-Дьёрдьи выделил миозин из мышцы кролика и подкожным шприцем сформировал из него тонкие нити. Когда он добавил АТФ, нити быстро сократились на треть — как мышечное волокно.

«Увидеть, как миозин быстро сокращается и как впервые вне организма воспроизводится наиболее древний и таинственный признак живого — движение… было самым волнующим моментом в моей работе».

Группа выяснила, что мышечная ткань содержит ещё один белок, актин, который соединяется с миозином, и чем выше содержание актина, тем сильнее сокращение при добавлении АТФ. К 1944 году механизм мышечных сокращений и роль АТФ были выяснены, результаты пятилетней работы вышли циклом статей «Исследования мышц в институте медицинской химии».

Домашний арест, глицерин и рак

Противник фашизма, Сент-Дьёрдьи помогал еврейским коллегам, включая Ханса Кребса, и сопротивлялся антисемитизму и милитаризму. В 1943 году венгерский премьер-министр попросил его начать тайные переговоры с Антигитлеровской коалицией. Сент-Дьёрдьи выехал в Стамбул якобы для лекции и там связался с агентами коалиции, но немецкие разведчики разгадали план. К лету 1944 года по личному приказу Гитлера он находился под домашним арестом; через несколько месяцев ему удалось ускользнуть, и остаток войны он скрывался в Сегеде и Будапеште.

Советские войска, вошедшие в Венгрию в начале 1945 года, он приветствовал как освободителей, несмотря на неприязнь к коммунизму. Его военная репутация и научная известность сделали его публичной фигурой — некоторые считали, что у него есть основания стать первым президентом послевоенной Венгрии, если Советский Союз позволит развитие демократии. Он был деканом биохимического факультета университета Будапешта, членом обновлённого парламента, участвовал в создании новой Академии наук и несколько раз бывал в Москве в рамках программы культурного обмена.

Пока Советский Союз отделял Венгрию от Запада, Сент-Дьёрдьи к 1946 году тайно договорился о встречах в США. Массачусетский технологический институт предложил ему читать лекции весной 1947 года, там же он восстановил контакты с Фондом Рокфеллера. В августе 1947 года он и его вторая жена Марта — с первой, Нелли, он развёлся в 1941-м — переехали в Америку.

Сент-Дьёрдьи обосновался в Лаборатории биологии моря в Вудс-Холе, арендуя часть лаборатории. Друг Стивен Рат предложил основать научный фонд и дал деньги на перевозку исследовательской группы из Венгрии; шестеро коллег перебрались в 1948 году. Когда американский отдел исследований моря отозвал обещанный контракт, он получил место исследователя в Национальном институте здоровья в Бетесде, Фонд Рокфеллера добавил грант, а в 1950 году пришло предложение от компании Armour Meat на пятилетние исследования мышц. Фонд Сент-Дьёрдьи стал Институтом исследования мышц.

В 1949 году он нашёл способ обходиться без свежесрезанных мышц: ткань почти полностью сохраняет способность сокращаться, если хранить её на холоде в 50-процентном растворе глицерина. Работы этих лет принесли ему премию Альберта Ласкера в 1954 году — за год до получения американского гражданства. В 1956 году его избрали председателем Национальной академии наук.

В конце 1950-х он сосредоточился на раке, исследовал ткани зобной железы и выделил биофлавоноиды ретин и промин. Разделить и идентифицировать их не удалось, и Сент-Дьёрдьи счёл глупым использовать вещества как лекарство, не изучив их свойства. Эта работа привела его к свободным радикалам, которыми он занимался до конца жизни. Смерть жены Марты и дочери Нелли от рака в 1960-х подтолкнула эти исследования.

К 1970 году Фонд исследования мышц разорился. Сент-Дьёрдьи отказался претендовать на средства «войны с раком»: от исследователей требовали подробно разъяснить план, ожидаемые результаты и сроки, а он заявил, что если бы всё это заранее знал, грант ему не понадобился бы. Его идеи о связи природы рака с квантовой физикой учёные не принимали. В апреле 1971 года после речи в Национальной академии наук он дал интервью вашингтонской газете «Ивнинг Стар», рассказал о финансовых проблемах и через несколько недель получил 25 долларов от государственного уполномоченного Франклина Солсбери. Год спустя он предложил организовать Национальный фонд исследования рака — «лабораторию без преград», где учёные работали бы свободно; фонд быстро собрал деньги, а Сент-Дьёрдьи стал его научным руководителем.

Последнее десятилетие он работал с биофизиками, используя электронный парамагнитный резонанс, чтобы определять свободные радикалы в структурах и показать, что белки способны вести себя как полупроводники при наличии метилглиоксаля или схожих соединений. В 1983 году у него возникли серьёзные разногласия с фондом из-за контрактов на финансирование его собственных исследований; к весне 1986 года пути разошлись, и нового финансирования не было. У него развилась лейкемия с последующими проблемами с почками и сердцем. Он умер 22 октября 1986 года в Вудс-Холе в возрасте 93 лет.

Помимо статей, Сент-Дьёрдьи написал книги: «Химия мышечного сокращения» (1947), «Биоэнергетика» (1957), «Введение в субмолекулярную биологию» (1960). В 1970 году вышла «Сумасшедшая обезьяна» — размышление о судьбе человечества в эпоху научно-технического прогресса. В 1960-е он много писал и выступал по вопросам мира и выживания, озадаченный тем, как научное знание оборачивается ядерным оружием; подписывал петиции, бывал на митингах, но собственной организации не основал и ни к одной не присоединился. В его честь с 2006 года вручается Премия Сент-Дьёрдьи за прогресс в исследовании рака.

Частые вопросы

Правда ли, что он сам выстрелил себе в плечо?

Да. После двух лет в окопах Первой мировой он выстрелил себе в левое плечо, утверждая, что попал под вражеский обстрел, и был отправлен в Будапешт. Пока рука заживала, он окончил медицинскую школу.

Почему цикл Кребса не назван его именем?

Сент-Дьёрдьи первым понял, что дикарбоновые кислоты работают как катализатор, и к 1937 году определил, что процесс циклический. Но он слишком сосредоточился на малате и оксалоацетате, а ключевым звеном оказалась лимонная кислота — это выяснил Ханс Кребс.

Как он распорядился способом получения витамина C?

Никак не запатентовал. Когда выяснилось, что сладкий перец из Сегеда даёт витамин C в изобилии, он за неделю получил более трёх фунтов чистого вещества и разослал образцы всем учёным, работавшим с витамином C или смежными темами.

Что за история с 25 долларами?

В 1971 году после интервью, где он рассказал о финансовых проблемах, Сент-Дьёрдьи получил по почте 25 долларов от государственного уполномоченного Франклина Солсбери. Год спустя он предложил создать Национальный фонд исследования рака.